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乐通lt118-密炼机:丁腈橡胶结构与硫化胶性能的关系

发布时间:2019-01-06 19:30:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

1、丁腈橡胶的结构

泰州科德橡胶机械-密炼机厂家2019年1月6日讯  丁腈橡胶( NBR)是以丁二烯和丙烯腈为单体,采用乳液聚合方法,通过自由基反应历程制得的无规共聚物。其代表性结构为:

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2 、结合丙烯腈量与基本性能的关系

目前市场上流通的 NBR结合丙烯腈量大体可分为极高腈( 42%~ 53%),高腈( 35%~ 41%) ,中高腈( 28%~ 34%) ,中腈( 24%~ 27%)和低腈( 16%~ 23%)5 种。NBR中结合丙烯腈量增加时,其分子极性增加,玻璃化温度(Tg )和溶解度参数(Sp )提高,对NBR的性能也产生重大影响,如对溶剂的稳定性提高(见表 3-1 ),耐磨性和气密性改善; 耐寒性、 回弹性及压缩永久变形性能下降 (见表 3-2 、 3-3 、 3-4 );另外,随着结合丙烯腈量的增加,丁腈橡胶的拉伸强度、弹性模量、抗撕裂强度和硬度均增大,而扯断伸长率下降;化学稳定性和耐热性提高;硫化速度加快,门尼焦烧时间变短;流动性和动态力学性能变差;与 PVC的相容性变好。

表 3-1  溶剂稳定性与结合丙烯腈量的关系

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表 3-2  耐寒性与结合丙烯腈量的关系

表 3-3  丁腈橡胶的回弹性与结合丙烯腈量的关系

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*基本配方下进行试验

表 3-4  压缩永久变形与结合丙烯腈量的关系

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* 基本配方下进行试验,125℃× 72h

3、 基本性能与相对分子质量及其分布的关系

    NBR的数均相对分子质量的数量级通常为 10的5次方,与典型的乳聚丁苯橡胶相近。 NBR的分子量增大时,拉伸强度、弹性模量和门尼粘度均增加, 可塑性降低, 加工性能变差。 相对分子质量较高的 NBR在无模具硫化时尺寸稳定性较好,能充入较多的填料和增塑剂,且不易夹裹气泡。 分子量较低的 NBR则易于加工, 混炼过程中生热小,易于压延和挤出。

      不同牌号的 NBR 的分子量分布差异较大。分布宽时,可塑性及加工性能改善 , 但过宽时,拉伸强度和弹性模量等性能下降。硫化胶的溶胀和低温性能实际上不受生胶相对分子质量的影响。兰州石化生产的两个牌号 NBR 的相对分子质量及其分布如表3-5 所示。

表 3-5  NBR的相对分子质量及其分布

4 、基本性能与橡胶交联度的关系

     在聚合体系中加入约 1 份交联剂, 可制得部分交联的 NBR。 提高聚合单体的转化率也可使 NBR 产生交联。 例如工业生产中, N32的单体转化率控制在 71%, N41 的单体转化率控制在 86%,后者即有较高的凝胶量。

     部分交联的 NBR 与 NBR 并用,可使挤出、 压延制品和在无模具硫化过程中的尺寸稳定性得到改善,这种并用胶压缩永久变形较小,耐溶胀性较好;但硫化胶的拉伸强度、撕裂强度,扯断伸长率及回弹性等性能受到不利影响,刚性和硬度增高。

5、 相对分子质量及其分布对加工性能的影响

    丁腈橡胶的分子量可由几千到几十万,前者为液体丁腈橡胶,后者为固体丁腈橡胶。工业生产中常用门尼粘度来表示分子量的大小,通用型丁腈橡胶的门尼粘度( ML( 1+4) 100℃)一般在30~130 之间。分子量和分子量分布对橡胶性能有一定的影响。当丁腈橡胶分子量大时,由于分子间的作用力增加,大分子链不易移动,拉伸强度和弹性等物理机械性能较好,可塑性降低,加工性变差;当分子量分布较宽时,由于低分子量组分的存在,使分子间的作用力相对减弱,分子链易于移动,故改进了可塑性,加工性较好。但分子量分布过宽时,低分子量组分数目必然较多,游离的末端数目也就很多,由于分子末端对橡胶弹性没有贡献,而使拉伸强度和弹性等物理机械性能受损害。因此,聚合时必须控制适当的分子量和分子量分布。


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